Mikä on litiumrautafosfaattiakku?

Thelitium-rautafosfaattiakkuon litiumioniakku, jonka negatiivisena elektrodin materiaalina on litiumrautafosfaatti (LiFePO4) ja negatiivisena elektrodin materiaalina hiili. Latausprosessin aikana osa litiumrautafosfaatin litiumioneista poistuu, kulkee elektrolyytin läpi katodille ja interkaloi katodin hiililajit.

Litiumrautafosfaattiakku on litiumelementtiakku, jonka negatiivisena elektrodimateriaalina on fosforihappo ja negatiivisena elektrodimateriaalina hiili. Monomeerin nimellisjännite on 3,2 V ja latauksen katkaisujännite 3,6 V ~ 3,65 V.

Latausprosessin aikana osa litiumrautafosfaatin ioneista pakenee, kulkee elektrolyytin läpi negatiiviselle elektrodille ja interkaloi hiilimateriaalin. Samanaikaisesti elektroneja vapautuu ulkopiiristä katodille pitäen kemiallisen reaktion tasapainossa. Purkausprosessin aikana ionit pakenevat magneettisen voiman kautta, kulkevat elektrolyytin läpi päästäkseen vapautuneisiin elektroneihin ja saavuttavat ulkoisen piirin anodin tuottamaan energiaa ulkopuolelle.

Litiumrautafosfaattiakkujen etuna on korkea käyttöjännite, korkea energiatiheys, pitkä käyttöikä, hyvä turvallisuussuorituskyky, alhainen itsepurkautumisnopeus ja ei muistia.

Mikä on litiumrautafosfaattiakun käyttöönotto?

LiFePO4:n rakenteessa happiatomit ovat tiiviisti heksagrammissa. PO43-tetraedrikappaleesta ja FeO6:n oktaedrisesta kappaleesta tulee kiteen avaruusrunko, Li ja Fe miehittää oktaederisen raon, P miehittää tetraedrisen raon, missä Fe on oktaederisen kappaleen kulman jakavassa asemassa ja Li miehittää kovariaattikappaleen asema. FeO6-oktaedrit ovat yhteydessä toisiinsa BC-tasolla ja LiO6-oktaedrit B-akselin suunnassa toisiinsa ketjurakenteessa. Yksi FeO6-oktaedri esiintyy rinnakkain kahden LiO6-oktaedrin ja yhden PO43-tetraedrin kanssa.

FeO6:n oktaederinen kokonaisverkko on epäjatkuva eikä siksi voi tulla elementaarisesti johtavaksi. Toisaalta suurin osa PO43-tetraedristä rajoittaa hilan tilavuuden muutosta, mikä vaikuttaa Li:n ablaatioon ja elektronidiffuusioon, mikä johtaa katodimateriaalin erittäin alhaiseen alkuainejohtavuuteen ja ionidiffuusiotehokkuuteen.

LiFePO4-akun teoreettinen kapasiteetti on korkea (noin 170 mAh/g) ja purkausalusta on 3,4 V. Li kulkee edestakaisin anodien välillä, ja hapettumisreaktio tapahtuu, kun sähkö latautuu, Li karkaa elektrolyytistä ja interkaloituu elektrolyytin läpi, ja rauta muuttuu Fe2:sta Fe3:ksi ja tapahtuu hapetusreaktio.